生产性粉尘与职业性肺部疾患

第四节生产性粉尘与职业性肺部疾患王斌一、概述粉尘(dust)：指以气溶胶状态或以烟雾状态存在的能较长时间飘浮于空气中的固体微粒。生产性粉尘(productivedust):是指在生产过程中形成的并能较长时间飘浮在空气中的固体微粒。尘肺（pneumoconiosis）：是长期吸入生产性粉尘而引起的以肺组织纤维化为主的全身性疾病（一）生产性粉尘来源及分类1.生产性粉尘来源工农业生产过程中可产生生产性粉尘。矿山开采业机械加工业冶炼业建筑材料业纺织工业筑路业水电业食品行业等生产性粉尘的行业来源:2．生产性粉尘分类按粉尘性质可分三类：（1）无机粉尘（inorganicdust）：矿物性粉尘，如石英、石棉、滑石、煤等；金属性粉尘，如铝、铅、锰、锌、铁、锡等及其化合物；人工无机尘，如水泥、玻璃纤维、金刚砂等。（2）有机粉尘（organicdust）：动物性粉尘，如兽毛、羽绒、骨质、丝等；植物性粉尘，如棉、麻、亚麻、谷物、木、茶等；人工有机尘，如合成染料、合成树脂、合成纤维、TNT炸药、有机农药等。（3）混合性粉尘（mixeddust）：（二）生产性粉尘的理化特性及其卫生学意义1．粉尘的化学组成致纤维化，也可致中毒，致敏等2.粉尘浓度与接尘时间同一粉尘，浓度越高、暴露时间越长，对机体危害越严重3.粉尘的分散度定义：分散度是指物质被粉碎的程度，以粉尘粒子直径大小（μm）的数量或质量组成百分比来表示。（空气中悬浮微细尘粒的百分比越大，粉尘分散度越高）分级：按粉尘颗粒大小分为四个等级：〈2μm〈5μm〈10μm10μm能进入肺泡呼吸性尘粒（respirabledust）飘尘可吸入性粉尘（inhalabledust）直径小于15μm的尘粒Bronchioles尘粒在空气中的稳定程度、被呼吸道的阻留情况及对人体的危害程度与分散度高低有关。沉降速度稳定程度吸入机率分散＜5μm可达呼吸道深部较快导致矽肺度比表面积化学活性4.其他粉尘的密度、硬度、溶解度、荷电性、爆炸性等均具一定卫生学意义。密度沉降速度溶解度毒性作用形状机械损伤硬度荷电性易滞留人体（三）生产性粉尘对机体健康影响机体清除沉积于呼吸道表面的粉尘主要通过粘液纤毛系统和肺泡巨噬细胞的吞噬作用两种方式。沉积在呼吸道表面的尘粒，可因纤毛的摆动随粘液移出；沉积在肺泡腔的尘粒则被巨噬细胞吞噬，绝大部分尘细胞经纤毛运动移出;小部分尘细胞可沉积于肺门和支气管淋巴结1．生产性粉尘在呼吸道的阻留和清除粉尘粒子随气流进入呼吸道之后，主要通过撞击、截留、重力或静电沉积、布朗运动而沉降。ciliamucusbloodvesselgasexchangeParticleAirwaysAlveolimacrophageCourtesy:KenDonaldson纤维长度大于肺泡巨噬细胞直径(10-15µm)吞噬AlmostheavenwestVirginiaBlueRidgeMountainsShenandoahriverLifeisoldthereolderthanthetreesYoungerthanthemountainsblowin'likeabreezeCountryroadstakemehomeTotheplaceIbelongWestVirginiamountainmommaTakemehomecountryroadsAllmymemoriesgatherroundherMiner'sladystrangertobluewaterDarkanddustypaintedontheskyMistytasteofmoonshineteardropinmyeyesCountryroadstakemehomeTotheplaceIbelongWestVirginiamountainmommaTakemehomecountryroadsIhearavoiceinthemorninghowshecallsmeTheradioremindsmeofmyhomefarawayDrivin'downtheroadIgetafeelin'ThatIshouldbeenhomeyesterdayyesterdayOneelegantfolksong•4887menemployed:2/3black•~3000workedunderground•500-700diedof‘respiratorycauses’-silicosis•1500becameillwithlungdisease•Gauleymountainwasalmostpuresilicasandstone‘thedustwassothickthatonecouldnotidentifyanybodyhemetwhenthemanwasonlyafewfeetinfrontofhim’TheHawksNestTunnelDisasterGauleyBridgeWestVirginia1930-1932“ThisprojectisconsideredtobeoneoftheworstindustrialdisastersinAmericanhistory”Cherniack,Martin(1986).TheHawk'sNestIncident.YaleUniversityPress.ISBN9780300044850.2．生产性粉尘对人体的致病作用（1）局部作用：尘粒可对呼吸道粘膜产生局部刺激作用。（2）急、慢性中毒：吸入铅、锰、砷等粉尘，可致中毒。（3）呼吸系统疾患：①肺尘埃沉着病，亦称尘肺尘肺（pneumoconiosis）：是长期吸入生产性粉尘并有粉尘在肺内阻留而引起的以肺组织纤维化为主的全身性疾病。特征是肺内有粉尘阻留并有胶原型纤维增生的肺组织反应，肺泡结构永久性破坏。EpidemiologyProportionofoccupationaldiseasesinChina(2001)PneumoconiosisChronicchemicalpoisonAcutechemicalpoisonEye,ear,noseandmouthdiseasesSkindiseasesDiseasescausedbyphysicalfactorsOccupationalinfectiousdiseasesothers79,58,85,73,70,50,30,11,42,379,58,85,73,70,50,30,11,42,3ProportionofoccupationaldiseasesinChina(2009)按粉尘的性质可将尘肺分为五类：A.矽肺（silicosis）:由长期吸入游离二氧化硅粉尘引起。B．硅酸盐肺（silicatosis）：由长期吸入结合型二氧化硅（如石棉、滑石、水泥、云母等）粉尘引起。C．炭尘肺（carbonpneumoconiosis）：由长期吸入煤、碳黑、石墨、活性炭等粉尘引起。D．混合性尘肺（mixeddustpneumoconiosis）：由于长期吸入游离二氧化硅和其他粉尘的混合性粉尘而引起，如煤矽肺等。E．其他尘肺：如长期吸入铝及其氧化物而引起的铝尘肺（aluminosis）以及电焊烟所致的电焊工尘肺（Welder’spneumoconiosis）等。我国2002年公布的职业病名单中12种尘肺，即:矽肺、煤工尘肺、石墨尘肺、碳黑尘肺、石棉肺、滑石尘肺、水泥尘肺、云母尘肺、陶工尘肺、铝尘肺、电焊工尘肺和铸工尘肺，其中矽肺和煤工尘肺占我国尘肺近80%。•coalworkers’pneumoconiosis(CWP)•silicosis•asbestosis•mixeddustpneumoconiosis•graphitosis•talcosis•ChangingPatternsofPneumoconiosisMortality—UnitedStates,1968-2000JAMA.2004;292(7):795-796(doi:10.1001/jama.292.7.795)②粉尘沉着症：某些生产性粉尘如锡、钡、铁、锑尘，沉积于肺部后，可引起一般性异物反应，并继发轻度的肺间质非胶原性纤维增生，但肺泡结构保留，脱离接尘作业后，病变不进展甚至会减轻，X线阴影消失。③有机粉尘引起的肺部病变：吸入棉、大麻、亚麻等粉尘可引起棉尘病；吸入霉变枯草尘等可引起以肺泡和肺间质反应为主的外源性变态性肺泡炎，即农民肺；吸入聚氯乙烯、人造纤维粉尘可引起非特异性慢性阻塞性肺病；吸入禽类排泄物和含异体血清蛋白的动物性粉尘，可引起禽类饲养工肺（4）呼吸系统肿瘤：吸入石棉、放射性矿物质、镍、铬酸盐尘等可致肺部肿瘤。（5）粉尘性支气管炎、肺炎、支气管哮喘等：如长期吸入较高浓度的煤尘、谷草尘、电焊烟等可造成支气管上皮损伤，出现粉尘性支气管炎。（四）生产性粉尘的控制和尘肺预防1.法律措施：立法和执法1956年防止厂、矿企业中的矽尘危害的决定1978年中华人民共和国尘肺防治条例2002年职业病防治法2.职业接触限值工作场所有害因素职业接触限值（GBZ2-2002）总尘呼尘矽尘10%~50%游离SiO210.750%~80%游离SiO20.70.380%游离SiO20.50.2煤尘42.5水泥尘41.5石棉尘0.8Regulationsofpneumoconiosisprevention•技术措施：改革工艺过程、革新生产设备•湿式作业•密闭抽风除尘•个人防护和个人卫生•革、水、密、风、护、管、教、查二、矽肺矽肺是由于在生产环境中长期吸入游离二氧化硅含量较高的粉尘达一定量后所引起的以肺组织纤维化为主的全身性疾病。矽肺是尘肺中危害最严重的一种。•硅占地壳组分的28%•含硅矿石分布十分广泛•游离二氧化硅常以石英代表•所有岩石和矿石中都有含有一定量的石英Quartzcrystal石英在某些行业的作业过程中形成很微小的颗粒10mmDQ12Quartz硅与石英的存在广泛纤维化矽结节融合细支气管受压小血管周围纤维化胸膜纤维化通气障碍肺动脉高压，肺心病胸膜广泛增厚、粘连后果（一）主要接尘作业及影响矽肺发病因素结晶型粉尘致病作用＞隐晶型和无定型致纤维化能力依次为鳞石英＞方石英＞石英＞柯石英＞超石英矽尘作业：接触含游离二氧化硅10%以上的粉尘作业。Mining矽肺的发病较缓慢，一般在持续性吸入矽尘5～10年后发病，有的可长达15～20年。持续吸入高浓度、高游离二氧化硅含量粉尘，经1～2年即可发病，称为“速发型矽肺”（acutesilicosis）。部分病例，系在较短时间接触高浓度矽尘后，脱离矽尘作业，当时X线未显示矽肺改变，但若干年后发生矽肺，称为“晚发性矽肺”（delayedsilicosis）。（二）发病机制矽肺的发病机制十分复杂，石英致肺组织纤维化涉及多种细胞和多种生物活性物质参与的免疫反应、炎症反应、异物反应、细胞毒作用、组织修复等.近年，在探讨石英致肺组织发生纤维化病变方面，取得一些进展。1．尘细胞的损伤和死亡（1）石英尘粒表面羟基活性基团＋(即硅烷醇基团)与肺泡巨噬细胞膜构成氢键产生氢的交换和电子传递造成细胞膜通透性增高、流动性降低，功能改变细胞破裂（2）石英直接损害巨噬细胞膜，改变细胞膜通透性，促使细胞外钙离子内流，当其内流超过Ca2＋-Mg2＋ATP酶及其他途径排钙能力时，细胞内钙离子浓度升高，可造成巨噬细胞损伤甚至发生死亡。Ca2+Ca2+Ca2+Ca2+Ca2+Ca2+Ca2+2